Desenho Tecnico de Elementos de Uniao

Desenho Tecnico de Elementos de Uniao

(Parte 1 de 3)

Desenho de Máquinas – 2006/01

4 ELEMENTOS DE UNIÃO

4.1 Hélice É a curva descrita por um ponto no espaço, animado de movimento de rotação e de translação em torno de um cilindro ou de um cone imaginário.

A HÉLICE é uma curva de grande importância para a engenharia e em particular para a engenharia mecânica. Através de seus princípios foram idealizadas as roscas, as engrenagens helicoidais, os camos helicoidais, os fusos, os cabos de aço, as pás dos ventiladores e as hélices dos aviões, apenas para citar alguns elementos.

4.1.1 Elementos da Hélice:

Ph - Passo da hélice: distância percorrida axialmente por qualquer ponto da hélice, enquanto completa uma volta em torno do eixo.

dp - Diâmetro efetivo: diâmetro do cilindro imaginário ou diâmetro imaginário local do cone, em torno do qual a hélice se desenvolve.

b - Ângulo da hélice: ângulo da reta tangente à hélice em qualquer ponto desta, medido em relação ao eixo imaginário do cilindro ou do cone Sentido da hélice: esquerda ou direita

Figura 4.1 – Hélice em perspectiva

Figura 4.2 – Hélice no plano

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4.1.1 Desenho da hélice no plano

1 - Desenhe um cilindro de altura igual ao passo da hélice (por exemplo 100 m) e de diâmetro igual ao diâmetro efetivo da hélice (por exemplo 40 m), em seguida divida a circunferência e a altura do cilindro em 12 partes iguais (quanto maior o número de divisões melhor)

2 - Levante perpendiculares pelos pontos marcados sobre o eixo, em seguida trace retas paralelas ao eixo do cilindro passando pelas divisões marcada sobre a circunferência, estas retas se interceptarão nos pontos (0-0, 1-1, 2-2, 3-3, etc.)

3 - Ligue os pontos primeiro manualmente e em seguida ajuste com curva francesa ou flexível, no CAD utilize uma polilinha. A hélice desenhada é direita.

Para ser esquerda, tornar visíveis os pontos 12-12,1-1, 10-10, etc.

Figura 4.1.3 – Desenho “exato” de uma hélice no plano 4.2 Rosca

A roca é um dos componentes mecânicos que utilizam a hélice como princípio fundamental, sendo um dos elementos mecânicos mais importante e comum na engenharia mecânica. Definição: é a curva descrita no espaço por um conjunto de pontos no interior de uma área com forma definida previamente, animados de movimento de rotação e de translação, em torno de um cilindro ou de um cone.

4.2.1 Elementos da rosca:

ddPh

Int Ext p

P b crista do filete raiz do filete flanco do filete

Figura 4.2.1 – Elementos da rosca

Diâmetro externo= dext. Diâmetro interno= dint. Diâmetro efetivo ou do flanco= dp dtg ppb 1 , Esquerda ou direita

Passo da hélice (Ph): distância axial (direção da linha de eixo) percorrida pelo filete em uma volta completa= Ph Passo da rosca (P), distância axial (direção da linha de eixo) medida de um filete a outro= P

Número de entradas (N)= Ph

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4.2.3 Desenho de uma rosca na forma “exata”

1o Desenhe uma hélice para o diâmetro externo, Figura 4.2.2, e outra para o diâmetro interno da rosca, Figura 4.2.3, utilizando o processo mostrado na Figura 4.1.3, 2o Desenhe um cilindro de comprimento qualquer, e marques sobre o mesmo o passo da rosca diversas vezes, 3o Em cada passo assim marcado desenhe a seção da rosca desejada (quadrada, trapezoidal, etc.), 4o Copie utilizando o comando copy múltiplo do autocad, ou recorte um gabarito em cartolina, das hélices desenhadas no item 1º, b b

Ph Ph d Int. Ext.

Figura 4.2.2 - Hélice do diâmetro ExternoFigura 4.2.3 - Hélice do diâmetro. Interno

d Intp d

Figura 4.2.4 – Desenho “exato” de uma rosca no plano

4.2.4 Sentido da rosca (enrolamento) Uma rosca, como a hélice, pode ser Esquerda ou Direita. Pode-se identificar o sentido hélice de três formas distintas: 1 - Observando o sinal da tangente à hélice. Se negativa é direita, Figura 4.2.5, se positiva é esquerda, Figura 4.2.6.

Figura 4.2.5 – Rosca direita, tangente negativa

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Figura 4.2.6 – Rosca esquerda, tangente positiva

2 - Verificando se o trecho da hélice mais próxima de um observador que se encontra visualizando o passo da hélice, é inclinada para a esquerda ou para a direita. Se a hélice é inclinada para a esquerda, Figura 4.2.7, a hélice é direita, se é inclinada para a direita, Figura 4.2.8, a hélice é esquerda.

Figura 4.2.7 – Hélice direitaFigura 4.2.8 – Hélice esquerda

3 – A terceira forma de identificação do sentido da hélice é observando a rosca pelo seu início, procurando identificar se o sentido de enrolamento é antri-horário, Figura 4.2.9 ou horário Figura 4.2.10. Este processo é de particular importância quando a rosca é de passo fino, quando os procedimentos anteriores são de difícil utilização.

Sentido anti-horárioHélice direitaSentido horário Hélice esquerda

Figura 4.2.9 – Sentido anti-horário, rosca direitaFigura 4.2.10 – Sentido horário, rosca esquerda

4.2.5 Roscas múltiplas:

- Roscas múltiplas são aquelas que possuem mais de uma hélice (rosca) em um mesmo cilindro. O avanço (passo da hélice) da rosca múltipla é o resultado do produto do passo da rosca pelo numero de hélices (entradas) existentes. Onde o passo da rosca é a distância de um filete a outro medido axialmente.

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1" Ph=P

Ph=2P

Ph=3P

Nota: Em teoria não existe limitação para o número de entradas de uma rosca, mas na prática este número geralmente é menor do que dez entradas

4.2.6 Como desenhar roscas simples, múltiplas, direita ou esquerda.

1o - No desenho de qualquer tipo de rosca, seja simples ou múltipla, o primeiro ponto a ser marcado será sempre a metade do avanço (Ph/2) da rosca e o segundo será o avanço (Ph), os pontos seguintes tanto à esquerda como à direita destes pontos, serão sempre iguais ao passo da rosca (P).

primeiro ponto P

P P P P P P P Ph

Ph/2 P P

Figura 4.2.1 – Primeiro ponto para o traçado da rosca

- Nas roscas simples ou de uma entrada, o avanço é igual ao passo da rosca (Ph=P), é o tipo de rosca mais comum.

- Nas roscas duplas ou de duas entradas o avanço é igual a duas vezes o passo da rosca (Ph=2P), ela possui duas hélices de mesmo avanço, de mesmo passo de rosca e de mesmo sentido.

- Nas roscas triplas ou de três entradas, o avanço é igual a três vezes o passo da rosca (Ph=3P), ela possui três hélices de mesmo avanço, de mesmo passo de rosca e de mesmo sentido.

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2o - Se a rosca for direita, o primeiro ponto será marcado na parte de “baixo” do cilindro, Figura 4.2.12, para que o filete fique inclinado para esquerda, se a rosca for esquerda marca-se o primeiro ponto na parte de “cima” do cilindro, Figura 4.2.13, para que o filete fique inclinado para a direita.

Primeiro ponto

Figura 4.2.12 – Hélice direitaFigura 4.2.13 – Hélice esquerda 4.2.7 Formas de representação de rosca:

Representação “Exata” - Neste tipo de representação desenham-se as hélices, Figura 4.2.14. É pouco utilizada, a não ser para um trabalho de ilustração.

Figura 4.2.14 – Representação exata da rosca

Representação simplificada - Neste tipo de representação, as hélices são substituídas por linhas retas, Figura 4.2.15. Sempre que for necessário desenhar uma rosca, deve-se utilizar este tipo de representação. Isto acontece principalmente quando temos que desenhar componentes mecânicos não padronizados como fusos ou semfins, cujas roscas sejam: Trapezoidal, Quadrada, ou Dente de Serra, ou quando a rosca do elemento mecânico vai ser usinada no torno mecânico, independendo do tipo da rosca, se Métrica, UNC, Whitworth, etc.

Figura 4.2.15 – Representação simplifica da rosca

Representação convencional - Neste tipo de representação as hélices e o perfil do filete não são representados, aparecendo apenas o diâmetro interno e o diâmetro externo da rosca. É sempre utilizada em elementos roscados padronizados, como parafusos e porcas, Figura 4.2.16, ou no desenho de fusos, com trecho muito longo de rosca, do tipo trapezoidal, quadrada ou dente de serra, onde um pequeno trecho da rosca é representada na forma simplificada e o restante é representado na forma convencional, Figura 4.2.17.

Figura 4.2.16 – Elemento padronizadoFigura 4.2.17 – Elemento não padronizado

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4.2.8 Cotagem de rosca 4.2.8.1 Cotagem de roscas para elementos de fixação: parafuso, porca, tarraxa, macho 4.2..8.1.1 A primeira indicação deve ser sobre o perfil do filete da rosca:

Triangular métricaM
WhitworthW
Whitworth GásWG
Unificada grossaUNC
Unificada finaUNF
Unificada extra-finaUNEF

Tipo do perfilIndicação

4.2.8.1.2 A segunda será o diâmetro nominal da rosca: deverá vir em seguida à letra que representa o perfil da rosca

Exemplo:M12- rosca triangular métrica de diâmetro 12 m

W1/2"- rosca Whitworth de meia polegada de diâmetro UNC1/2”- rosca unificada grossa de meia polegada de diâmetro

4.2.8.1.3 Passo da rosca: As roscas podem ser de passo normal Figura 4.2.18 ou de passo fino, Figura 4.2.192.

M10x0,75

Figura 4.2.18 – Rosca de passo normalFigura 4.2.19 – Rosca de passo fino

Se a rosca for de passo normal, o passo da rosca não deve ser indicado na cotagem,

Exemplo:M2- rosca triangular métrica de diâmetro 2mm, (passo normal)

W1/2”- rosca Whitworth de diâmetro 1/2”, de passo normal (12 fios/polegada) UNC 1/2”- rosca unificada grossa de diâmetro 1/2”, de passo normal (13 fios/polegada)

Se a rosca for de passo fino, obrigatoriamente o passo da rosca deverá ser indicado na cotagem, logo em seguida ao diâmetro desta, separado por um x,

Exemplo:M3x0,35- rosca de diâmetro 3mm e passo 0,35mm, (passo fino)

W1/2”x16- rosca Whitworth de diâmetro 1/2”, com 16 fios/polegada UNF 1/2x20- rosca unificada fina de diâmetro 1/2”, com 20 fios/polegada

4.2.8.1.4 O avanço.

- Quando se tratar de rosca múltipla, o avanço (Ph) deve vir sempre indicado, independente de a rosca ser de passo fino ou de passo normal, separado do diâmetro nominal da rosca por um x. Em seguida deve ser indicado o passo da rosca, precedido da letra P.

Exemplo :M12x5,25P1,75.- rosca múltipla, passo 1,75 m, avanço 5,25 m, passo normal

M8x0,75- rosca simples, passo 0,75 m, passo fino M8x1,5P0,75- rosca múltipla, passo 0,75 m, avanço 1,5 m, passo fino M8- rosca simples, passo normal S50x50P10- rosca múltipla, passo 10mm, avanço 50mm

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4.2.8.1.5 O sentido de enrolamento da hélice : só deve ser indicado quando a rosca for esquerda (símbolo LH de left hand)

Exemplo :M12x5,25P1,75LH- rosca esquerda

M12 - rosca direita M12LH- rosca esquerda M12x1- rosca direita

4.2.8.1.7 O comprimento da rosca: será cotado no desenho do elemento quando este não for padronizado, quando se tratar de elemento padronizado como o parafuso, o comprimento da rosca é definido por norma específica (ABNT, AFNOR, DIN, etc) ou por uma referência do fabricante e deverá vir indicado na lista de peças.

- Exemplo de cotagem de elemento roscado padronizado na lista de peças:

Denominação: PARAFUSO DE CABEÇA SEXTAVADA Especificação: M12x50-ABNT-P-PB-54, onde a dimensão 50 m é o comprimento do parafuso, as demais características deste parafuso tais como altura do filete, altura da cabeça, rugosidade, abertura da chave, passo e comprimento de rosca, são determinados pela norma ABNT P-PB-54.

- Exemplo de cotagem de elemento roscado não padronizado: o comprimento da rosca é cotado no desenho do elemento.

Obs.: Quando se tratar de roscas Norte Americanas ou Inglesas (UNF, NF, Whitworth, etc), as regras são semelhantes às vistas anteriormente, apenas deve-se indicar o número de Filetes por Polegada de Comprimento da Rosca no lugar do passo da rosca, quando for necessário.

Exemplo: W1/2" Rosca Whitworth, com 1/2" de diâmetro nominal, passo normal (12 fios por polegada), rosca direita, com uma entrada.

W1/2”x16LHRosca Whitworth, com 1/2" de diâmetro nominal, passo fino (16 fios por polegada), rosca direita, com uma entrada, rosca esquerda

UNF 1/2"x20 Rosca Unificada Fina, com 1/2" de diâmetro nominal, passo Fino (20 filetes por polegada), rosca direita, com uma entrada.

Nota: A relação entre o passo em milímetros e o número de filetes por polegada é dada por: Passo = P = 25,4/nº de filetes.

A determinação do número de filetes de uma rosca, é realizado contando-se quantos filetes existe no comprimento de uma polegada de uma rosca. Uma polegada = 25,4 m

4.2.8.2 – Cotagem de roscas de potência: fuso, sem-fim, fuso transportador, camo helicoidal. A única diferença em relação ao sistema de cotagem anterior, é que o passo da rosca deve vir sempre indicado no desenho.

Rosca trapezoidalTr
Rosca dente de SerraS
Rosca QuadradaQ

Tipo do perfilIndicação

Exemplo:Tr25x6- rosca trapezoidal de diâmetro 25m e passo 6 m, direita

Q30x5LH- rosca quadrada de diâmetro 30m, passo 5 m, esquerda S50x8- rosca dente de serra de diâmetro 50mm, passo 8mm, direita

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Desenho de roscas Rosca quadrada externa Dado: Q60x60P20LH 1-com as características do perfil do filete da rosca retiradas da página 4.17 e os dados fornecidos, determinam-se: d=60m P=20m Ph=60 m H=10m Rosca esquerda, com três entradas

2-traçar a linha de eixo e o diâmetro da rosca (d=60 m), Figura 4.2.20. 3-como a rosca é esquerda marcar o primeiro ponto (1o’ = Ph/2) em cima, para que o filete fique inclinado para a direita. Em seguida marcar o avanço Ph em baixo determinando o segundo ponto (1o”=Ph). Marque em seguida o passo (P) da rosca tantas vezes quantas forem necessários à direita e à esquerda do primeiro ponto e do segundo ponto, ver Figura 4.2.20. 4-marcar a partir do diâmetro externo da rosca, a altura (H=P/2=10mm) e em seguida a espessura do filete (P/2=10mm), ver Figura 4.2.21, de acordo com as características da rosca. Em seguida trace as hélices na forma simplificada ligando os pontos 1; 1’e 1” do diâmetro externo, em seguida 2; 2’e 2” do diâmetro interno, Figura 4.2.2. 5-repetir o procedimento para os pontos semelhantes a 1, 1’, 1” e a 2, 2’, e 2”. 6-concluir o desenho da rosca, apagando as linhas de construção e os trechos em que as hélices do diâmetro interno são invisíveis, executar o corte parcial mostrado e cotar a rosca. Após cotado o desenho deverá ficar como mostrado na Figura 4.2.23.

P=20P=20

P=20

Ph=60 P=20P=20

P=20P=20Ph/2=30

P/2=10 p/2=10

Figura 4.2.20Figura 4.2.21

Ph=60

Ra 10

Q60x60P20LH

Figura 4.2.22Figura 4.2.23

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4.2.9.2 Rosca triangular métrica externa

Dados: M1,6LH 1-com as características da rosca, retiradas da Página 4.18, e com os dados fornecidos, determinam-se:

Ph=P=0,35 m (rosca com uma entrada) H/8=0,038 m

H1=0,189 m r=0,051 m

Rosca esquerda

2-traçar a linha de eixo e as linhas do diâmetro externo (d=1,6 m), Figura 4.2.24.

3-marque as distâncias H/8 e H1 , como mostrado na Figura 4.2.24.

4-como a rosca é esquerda, marque o primeiro ponto (1o’ = Ph/2) da hélice imaginária em “cima”, no diâmetro fundamental (linha fantasma) para que o filete fique inclinado para a direita. Em seguida marque o avanço da rosca Ph em “baixo” na linha fantasma determinando o segundo ponto da hélice (1o”= Ph). O passo da rosca (P) deve ser marcado tantas vezes quantas forem necessários, à direita e à esquerda a partir do primeiro ponto e do segundo ponto, ver Figura 4.2.25.

5-traçar a hélice imaginária ligando os pontos 0o, 1o, e 2o, Figura 4.2.25.

6-desenhe o perfil do filete, traçando retas inclinadas de 60o em relação ao eixo da rosca, Figura 4.2.26, tomando como referência os pontos marcados anteriormente (passo da rosca) no diâmetro fundamental.

7-apague as linhas de construção, Figura 4.2.26.

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